Cellular-Responses To Polycyclic Aromatic-Hydrocarbons And Phenobarbital In Mytilus-Edulis

Certain polycyclic aromatic hydrocarbons and phenobarbital induced an increase in the activity of microsomal NADPH neotetrazolium reductase (linked to mixed function oxygenase systems) in the blood cells of Mytilus edulis. Phenanthrene and methylated naphthalenes caused lysosomal destabilisation which is believed to be directly related to the mechanism of cytotoxicity in the digestive cells. The use of these cytochemical techniques as indices of aromatic hydrocarbon contamination is discussed.

Intermedin (Adrenomedullin-2) a novel counter-regulatory peptide in the cardiovascular and renal systems

Intermedin (IMD) is a novel peptide related to calcitonin gene-related peptide (CGRP) and adrenomedullin (AM). Proteolytic processing of a larger precursor yields a series of biologically active C-terminal fragments, IMD1–53, IMD1–47 and IMD8–47. IMD shares a family of receptors with AM and CGRP composed of a calcitonin-receptor like receptor (CALCRL) associated with one of three receptor activity modifying proteins (RAMP). Compared to CGRP, IMD is less potent at CGRP1 receptors but more potent at AM1 receptors and AM2 receptors; compared to AM, IMD is more potent at CGRP1 receptors but less potent at AM1 and AM2 receptors. The cellular and tissue distribution of IMD overlaps in some aspects with that of CGRP and AM but is distinct from both. IMD is present in neonatal but absent or expressed sparsely, in adult heart and vasculature and present at low levels in plasma. The prominent localization of IMD in hypothalamus and pituitary and in kidney is consistent with a physiological role in the central and peripheral regulation of the circulation and water-electrolyte homeostasis. IMD is a potent systemic and pulmonary vasodilator, influences regional blood flow and augments cardiac contractility. IMD protects myocardium from the deleterious effects of oxidative stress associated with ischaemia-reperfusion injury and exerts an anti-growth effect directly on cardiomyocytes to oppose the influence of hypertrophic stimuli. The robust increase in expression of the peptide in hypertrophied and ischaemic myocardium indicates an important protective role for IMD as an endogenous counter-regulatory peptide in the heart.

Au Nanoparticles for Applications in Analysis of Cellular and Biomolecular Recognitions

Au nanoparticles (AuNPs) have attracted a great interest in fabrication of various biosensor systems for analysis of cellular and biomolecular recognitions. In conjunction with vast conjugation chemistry available, the materials are easily coupled with biomolecules such as nucleic acids, antigens or antibodies in order to achieve their many potential applications as ligand carriers or transducing platforms for preparation, detection and quantification purposes. Furthermore, the nanoparticles possess easily tuned and unique optical/ physical/ chemical characteristics, and high surface areas, making them ideal candidates to this end. In this topic, sensing mechanisms based on localized surface plasmon resonance (LSPR), particle aggregation, catalytic property, and Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) of AuNPs as well as barcoding technologies including DNA biobarcodes will be discussed.

Secure Communication in Cellular Networks: The Benefits of Millimeter Wave Mobile Broadband

This paper proposes millimeter wave (mmWave) mobile broadband for achieving secure communication in downlink cellular network. Analog beamforming with phase shifters is adopted for the mmWave transmission. The secrecy throughput is analyzed based on two different transmission modes, namely delay-tolerant transmission and delay-limited transmission. The impact of large antenna arrays at the mmWave frequencies on the secrecy throughput is examined. Numerical results corroborate our analysis and show that mmWave systems can enable significant secrecy improvement. Moreover, it is indicated that with large antenna arrays, multi-gigabit per second secure link at the mmWave frequencies can be reached in the delay-tolerant transmission mode and the adverse effect of secrecy outage vanishes in the delay-limited transmission mode.

Massive MIMO Systems with Hardware-Constrained Base Stations

Massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems are cellular networks where the base stations (BSs) are equipped with unconventionally many antennas. Such large antenna arrays offer huge spatial degrees-of-freedom for transmission optimization; in particular, great signal gains, resilience to imperfect channel knowledge, and small inter-user interference are all achievable without extensive inter-cell coordination. The key to cost-efficient deployment of large arrays is the use of hardware-constrained base stations with low-cost antenna elements, as compared to today's expensive and power-hungry BSs. Low-cost transceivers are prone to hardware imperfections, but it has been conjectured that the excessive degrees-of-freedom of massive MIMO would bring robustness to such imperfections. We herein prove this claim for an uplink channel with multiplicative phase-drift, additive distortion noise, and noise amplification. Specifically, we derive a closed-form scaling law that shows how fast the imperfections increase with the number of antennas.

Epigenetic Changes in Endothelial Progenitors as a Possible Cellular Basis for Glycemic Memory in Diabetic Vascular Complications

The vascular complications of diabetes significantly impact the quality of life and mortality in diabetic patients. Extensive evidence from various human clinical trials has clearly established that a period of poor glycemic control early in the disease process carries negative consequences, such as an increase in the development and progression of vascular complications that becomes evident many years later. Importantly, intensive glycemic control established later in the disease process cannot reverse or slow down the onset or progression of diabetic vasculopathy. This has been named the glycemic memory phenomenon. Scientists have successfully modelled glycemic memory using various in vitro and in vivo systems. This review emphasizes that oxidative stress and accumulation of advanced glycation end products are key factors driving glycemic memory in endothelial cells. Furthermore, various epigenetic marks have been proposed to closely associate with vascular glycemic memory. In addition, we comment on the importance of endothelial progenitors and their role as endogenous vasoreparative cells that are negatively impacted by the diabetic milieu and may constitute a "carrier" of glycemic memory. Considering the potential of endothelial progenitor-based cytotherapies, future studies on their glycemic memory are warranted to develop epigenetics-based therapeutics targeting diabetic vascular complications.

Cost-Efficient Decimal Adder Design in Quantum-dot Cellular Automata

Applications that cannot tolerate the loss of accuracy that results from binary arithmetic demand hardware decimal arithmetic designs. Binary arithmetic in Quantum-dot cellular automata (QCA) technology has been extensively investigated in recent years. However, only limited attention has been paid to QCA decimal arithmetic. In this paper, two cost-efficient binary-coded decimal (BCD) adders are presented. One is based on the carry flow adder (CFA) using a conventional correction method. The other uses the carry look ahead (CLA) algorithm which is the first QCA CLA decimal adder proposed to date. Compared with previous designs, both decimal adders achieve better performance in terms of latency and overall cost. The proposed CFA-based BCD adder has the smallest area with the least number of cells. The proposed CLA-based BCD adder is the fastest with an increase in speed of over 60% when compared with the previous fastest decimal QCA adder. It also has the lowest overall cost with a reduction of over 90% when compared with the previous most cost-efficient design.

Distributed coding for systems with cooperative diversity

O presente trabalho propõe-se a divulgar as mais significativas técnicas de esquemas cooperativos, de forma a ultrapassar alguns dos problemas dos sistemas móveis sem fios da próxima geração, estendendo a área de cobertura destes sistemas, assim como a sua capacidade e fiabilidade. O estudo de diversos esquemas cooperativos é efetuado em termos de capacidade e de taxa de erros, fazendo variar o número de relays e de antenas em cada elemento do sistema. Diversos algoritmos com aplicação em sistemas cooperativos são desenvolvidos e propostos ao longo desta tese, como códigos espaço-frequência aplicados de forma distribuída nos relays, para sistemas baseados na tecnologia OFDM e sob diversos cenários próximos da realidade. Os sistemas cooperativos são particularmente úteis em situações em que o caminho direto entre dois terminais não está acessível ou tem uma fraca qualidade de transmissão. Tendo este aspeto em consideração, e pretendendo ter a máxima eficiência espetral e máxima diversidade, um algoritmo com precodificação é também proposto para múltiplos relays, cada um equipado com uma ou duas antenas. A formulação matemática associada aos algoritmos propostos é apresentada, assim como a derivação da probabilidade de erro teórica. O desempenho dos sistemas assistidos por relays usando os algoritmos propostos é comparado em relação a outros esquemas cooperativos equivalentes e a esquemas não-cooperativos, considerando cenários com diferentes qualidades de canal, daí advindo importantes conclusões em relação a estes sistemas.

Blast-wave absorption capacity of sandwich structures incorporating cellular materials

A incorporação de materiais absorsores de energia (AE) em sistemas de protecção é uma clara possibilidade de melhoraria do seu desempenho, devido à elevada relação entre a sua resistência e o seu peso, e a excelente capacidade para absorverem energia quando solicitados dinamicamente. As propriedades mecânicas da cortiça (e.g. a baixa densidade e a elevada rigidez e resistência específicas) sugerem que este material — assim como os seus derivados — podem apresentar propriedades excelentes quando aplicados como núcleos em sistemas AE do tipo estrutura sanduíche. Esta dissertação engloba trabalho experimental e numérico. O primeiro conjunto de testes experimentais consistiu na caracterização experimental dinâmica (ondas de choque de explosivos) do comportamento de dois micra aglomerados de cortiça (MAC), NL20 e TB40. Um pendulo balístico de 4 cabos foi usado para a medição do impulso transmitido a uma amostra de MAC impactada por uma onda de choque com origem na detonação de um explosivo energético. Foi registado o movimento do pêndulo e os valores de força resultantes. Um modelo numérico do problema recorrendo ao método dos elementos finitos (MEF) foi também desenvolvido, apresentando uma elevada correlação com a análise experimental, permitindo assim o desenvolvimento de um modelo constitutivo adequado à modelação do comportamento dinâmico dos MAC neste tipo de solicitações. Na segunda fase de testes experimentais, os MAC testados anteriormente são incorporados como núcleos em estruturas sanduíche com faces de alumínio (liga 5754-H22). Foram medidos os valores de defleção e o impulso transmitido ao pêndulo através do movimento oscilatório. São determinados os efeitos da densidade e da espessura dos núcleos na resposta estrutural do sistema. Também neste caso foi desenvolvido um modelo recorrendo ao MEF e posteriormente validado com resultados experimentais.

Precoding techniques for coordinated multicell systems

Coordenação Multicélula é um tópico de investigação em rápido crescimento e uma solução promissora para controlar a interferência entre células em sistemas celulares, melhorando a equidade do sistema e aumentando a sua capacidade. Esta tecnologia já está em estudo no LTEAdvanced sob o conceito de coordenação multiponto (COMP). Existem várias abordagens sobre coordenação multicélula, dependendo da quantidade e do tipo de informação partilhada pelas estações base, através da rede de suporte (backhaul network), e do local onde essa informação é processada, i.e., numa unidade de processamento central ou de uma forma distribuída em cada estação base. Nesta tese, são propostas técnicas de pré-codificação e alocação de potência considerando várias estratégias: centralizada, todo o processamento é feito na unidade de processamento central; semidistribuída, neste caso apenas parte do processamento é executado na unidade de processamento central, nomeadamente a potência alocada a cada utilizador servido por cada estação base; e distribuída em que o processamento é feito localmente em cada estação base. Os esquemas propostos são projectados em duas fases: primeiro são propostas soluções de pré-codificação para mitigar ou eliminar a interferência entre células, de seguida o sistema é melhorado através do desenvolvimento de vários esquemas de alocação de potência. São propostas três esquemas de alocação de potência centralizada condicionada a cada estação base e com diferentes relações entre desempenho e complexidade. São também derivados esquemas de alocação distribuídos, assumindo que um sistema multicelular pode ser visto como a sobreposição de vários sistemas com uma única célula. Com base neste conceito foi definido uma taxa de erro média virtual para cada um desses sistemas de célula única que compõem o sistema multicelular, permitindo assim projectar esquemas de alocação de potência completamente distribuídos. Todos os esquemas propostos foram avaliados em cenários realistas, bastante próximos dos considerados no LTE. Os resultados mostram que os esquemas propostos são eficientes a remover a interferência entre células e que o desempenho das técnicas de alocação de potência propostas é claramente superior ao caso de não alocação de potência. O desempenho dos sistemas completamente distribuídos é inferior aos baseados num processamento centralizado, mas em contrapartida podem ser usados em sistemas em que a rede de suporte não permita a troca de grandes quantidades de informação.

Developments of the cellular frustration approach to anomaly detection

Neste trabalho é desenvolvido um método de detecção de anomalias, baseado no mecanismo da frustração celular. Este método é capaz de detectar com grande precisão desvios de um comportamento característico de um sistema complexo. Estes desvios podem ser devidos a intrusões ou a anomalias no seu funcionamento. O método propõe ainda uma compreensão alternativa de diversos fenómenos observados em Imunologia.

Molecular determinants of the cellular internalization of crotamine-derived peptides

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Bioquímica Médica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Distributed Linear Precoding and User Selection in Coordinated Multicell Systems

In this manuscript we tackle the problem of semidistributed user selection with distributed linear precoding for sum rate maximization in multiuser multicell systems. A set of adjacent base stations (BS) form a cluster in order to perform coordinated transmission to cell-edge users, and coordination is carried out through a central processing unit (CU). However, the message exchange between BSs and the CU is limited to scheduling control signaling and no user data or channel state information (CSI) exchange is allowed. In the considered multicell coordinated approach, each BS has its own set of cell-edge users and transmits only to one intended user while interference to non-intended users at other BSs is suppressed by signal steering (precoding). We use two distributed linear precoding schemes, Distributed Zero Forcing (DZF) and Distributed Virtual Signalto-Interference-plus-Noise Ratio (DVSINR). Considering multiple users per cell and the backhaul limitations, the BSs rely on local CSI to solve the user selection problem. First we investigate how the signal-to-noise-ratio (SNR) regime and the number of antennas at the BSs impact the effective channel gain (the magnitude of the channels after precoding) and its relationship with multiuser diversity. Considering that user selection must be based on the type of implemented precoding, we develop metrics of compatibility (estimations of the effective channel gains) that can be computed from local CSI at each BS and reported to the CU for scheduling decisions. Based on such metrics, we design user selection algorithms that can find a set of users that potentially maximizes the sum rate. Numerical results show the effectiveness of the proposed metrics and algorithms for different configurations of users and antennas at the base stations.